Năng lượng là gì? Có mấy dạng năng lượng cơ bản? Chúng quan trọng như thế nào trong đời sống hàng ngày… Những kiến thức tưởng chừng đơn giản nhưng vẫn có khá nhiều người vẫn chưa biết, hoặc chưa hiểu đúng về năng lượng. Bài viết sau đây PUD sẽ chia sẻ cho bạn đầy đủ nhất.

Năng lượng là gì?

Năng lượng được cho là đại lượng đặc trưng cho khả năng sinh công của một vật.

Hiểu một cách khái quát, năng lượng là số đo chung của chuyển động vật chất (bao gồm cả các loại hạt cơ bản và các loại từ trường).

Khi có thuyết tương đối, năng lượng có thêm cả mối quan hệ với khối lượng. Còn khi xem xét đến thế giới vi mô thì năng lượng lại được lượng tử hóa.

Hiểu theo nghĩa thông thường, năng lượng là khả năng làm thay đổi trạng thái hoặc thực hiện công năng lên một hệ vật chất.

Tại sao năng lượng lại quan trọng?

Tổng số năng lượng trong vũ trụ là có hạn – chúng ta không thể tạo ra hay tiêu hủy năng lượng, mà chỉ có thể chuyển đổi hay biến đổi nó. Khi chúng ta ăn một trái táo, cơ thể chúng ta chuyển đổi năng lượng từ trái táo thành năng lượng để chuyển động và chất bổ nuôi sống cơ thể.

Khi đốt dầu, chúng ta biến đổi năng lượng trong dầu thành nhiệt. Truyền năng lượng từ hệ thống này sang hệ thống khác làm giảm số năng lượng có sẵn. Ví dụ, một số năng lượng bị “thất thoát” mỗi lần truyền từ nhà máy điện đến đường dây điện rồi về nơi sử dụng.

Do đó hiệu quả năng lượng rất quan trọng. Bóng đèn LED mới hơn sẽ “làm thất thoát” ít năng lượng và lãng phí ít nhiệt hơn khi truyền và thắp sáng đến mắt của quý vị, so với bóng đèn nhiệt quang cũ kém hiệu quả.

Năng lượng được đo bằng cách nào?

Jun (Joules, hay J), calo, éc, Oát (W) giờ và BTU là tất cả những đơn vị năng lượng dùng để đo năng lượng tạo ra và dùng cho những mục đích khác nhau. Rất dễ chuyển năng lượng từ đơn vị này thành đơn vị khác, giống như chuyển khoảng cách từ bộ thành dặm và km.

Oát (W) là đơn vì dùng để đo công suất hay dòng năng lượng. Thiết bị gia dụng được đo công suất bằng W: W càng cao thì thiết bị càng mạnh (và cần nhiều năng lượng hơn). Máy nước nóng có công suất 1.000 W sẽ dùng 1.000 W cho mỗi khi sử dụng.

Thời gian cũng là một phần để đo năng lượng. Máy nước nóng 1.000 W sử dụng trong 1 giờ sẽ tiêu tốn 1 kilo-oat giờ (kWh).

Ví dụ: một bóng đèn có công suất là 20 W chiếu sáng trong 100 giờ sử dụng thì sẽ tiêu tốn 2.000 oát giờ, hay là 2 kWh.

Các dạng năng lượng

  • Công năng

Công là một đại lượng vô hướng được mô tả là tích của lực với quãng đường dịch chuyển mà nó gây ra, được gọi là công của lực.

Công thức tính công:

A=(Fscosalpha) (Đơn vị: Jun)

  • Động năng

Động năng của một vật là năng lượng mà nó có được từ chuyển động của nó. Nó được định nghĩa là công cần thực hiện để gia tốc một vật với khối lượng cho trước từ trạng thái nghỉ tới vận tốc hiện thời của nó. Sau khi đạt được năng lượng này bởi gia tốc của nó, vật sẽ duy trì động năng này trừ khi tốc độ của nó thay đổi.

Công thức tính động năng của vật rắn: Ek= (frac{1}{2}mv^{2})

  • Thế năng

Thế năng là thế vô hướng của trường vector lực bảo toàn. Cũng như mọi trường thế vô hướng, thế năng có giá trị tùy theo quy ước thế năng của điểm lấy mốc. Đôi khi, khái niệm “hiệu thế năng” thường được dùng khi so sánh thế năng giữa hai điểm, hoặc nói về thế năng của một điểm khi lấy điểm kia là mốc có thế năng bằng 0.

  • Nhiệt năng

Nhiệt năng, hay còn gọi tắt là nhiệt, là một dạng năng lượng dự trữ trong vật chất nhờ vào chuyển động nhiệt hỗn loạn của các hạt cấu tạo nên vật chất.

Nhiệt cũng giống như công, luôn gắn liền với các quá trình biến đổi, vì vậy có thể coi nhiệt là một đại lượng quá trình, khác với đại lượng trạng thái.

Theo bảo toàn năng lượng (định luật về sự bảo toàn năng lượng), sự liên hệ giữa các thay đổi nội năng (d_{U}), nhiệt (d_{Q}) và công (d_{W})

Công thức:  (d_{U}) = (d_{Q})  + (d_{W})

  • Nội năng

Trong nhiệt động lực học, nội năng của một hệ là năng lượng chứa trong hệ, không bao gồm động năng chuyển động của hệ và thế năng của hệ do trường lực bên ngoài. Nó chỉ tính đến việc tăng và giảm năng lượng của hệ xảy ra do thay đổi trạng thái bên trong.

Trên đây PUD đã giới thiệu cho các bạn khái niệm về năng lượng và các dạng năng lượng cơ bản. Hi vọng bài viết đã mang đến cho bạn nhiều kiến thức hữu ích. Hãy luôn đồng hành cùng PUD để có cơn hội chia sẻ thêm nhiều kiến thức khác trên mọi lĩnh vực bạn nhé !